DE10137859A1 - Lithograph mit eindimensionaler Triggermaske und Verfahren zum Herstellen digitaler Hologramme in einem Speichermedium - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen digitaler Hologramme in einem Speichermedium, bei dem das technische Problem, mittels optischer Lithographie computergenerierte Hologramme möglichst schnell und mit geringem Aufwand bei gleichzeitiger genauer Steuerung der zeitlichen Triggerung und der Positionierung des Schreibstrahls zu schreiben, dadurch gelöst wird, dass ein Schreibstrahl auf das Speichermedium fokussiert und eindimendional relativ zum Speichermedium bewegt wird, dass ein Abtaststrahl auf eine eine Mehrzahl von Triggerlinien aufweisende Triggermaske fokussiert und eindimensional quer zu den Triggerlinien bewegt wird, wobei die Bewegung des Abtaststrahls mit der Bewegung des Schreibstrahls gekoppelt wird, dass während des Abtastens der Triggerlinien in Abhängigkeit von der Anordnung der Triggerlinien ein zeitliches Triggersignal erzeugt wird, dass mit Hilfe des zeitlichen Triggersignals die Intensität des Schreibstrahls auf dem Speichermedium geregelt wird, und dass das Hologramm zeilenweise durch punktweises Einbringen von Strahlungsenergie geschrieben wird, wobei das Speichermedium quer zur Scanrichtung der Zeilen um einen vorgegebenen Abstand für ein Schreiben benachbarter Linien des Hologramms verstellt wird. DOLLAR A Das technische Problem wird auch durch einen Lithographen zum Herstellen digitaler Hologramme gelöst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lithographen zum Herstellen digitaler Hologramme in einem Speichermedium. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen digitaler Hologramme in einem Speichermedium.

Digitale Hologramme sind zweidimensionale Hologramme, die aus einzelnen Punkten mit unterschiedlichen optischen Ei­ genschaften bestehen und aus denen bei Beleuchtung mit einer kohärenten elektromagnetischen Welle, insbesondere Lichtwelle durch Beugung in Transmission oder Reflexion Bilder und/oder Daten reproduziert werden. Die unter­ schiedlichen optischen Eigenschaften der einzelnen Punkte können Reflexionseigenschaften beispielsweise durch Ober­ flächentopographie, variierende optische Weglängen im Ma­ terial des Speichermediums (Brechungsindizes) oder Farb­ werte des Materials sein.

Die optischen Eigenschaften der einzelnen Punkte werden von einem Computer berechnet, es handelt sich somit um sogenannte computergenerierte Hologramme (CGH). Mit Hilfe des fokussierten Schreibstrahls werden während des Schreibens des Hologramms die einzelnen Punkte des Holo­ gramms in das Material eingeschrieben, wobei der Fokus im Bereich der Oberfläche oder im Material des Speichermedi­ ums liegt. Eine Fokussierung bewirkt im Bereich des Fokus eine geringe Einwirkungsfläche auf das Material des Spei­ chermediums, so daß eine Vielzahl von Punkten des Holo­ gramms in einem kleinen Bereich geschrieben werden kann.

Die optische Eigenschaft des jeweils geschriebenen Punk­ tes hängt dabei von der Intensität des Schreibstrahls ab. Dazu wird der Schreibstrahl in zwei Dimensionen mit vari­ ierender Intensität über die Oberfläche des Speichermedi­ ums gescannt. Die Modulation der Intensität des Schreib­ strahls erfolgt dabei entweder über eine interne Modula­ tion der Lichtquelle, beispielsweise eine Laserdiode, oder über eine externe Modulation eines Schreibstrahls außerhalb der Lichtquelle, beispielsweise mit Hilfe von optoelektronischen Elementen. Darüber hinaus kann die Lichtquelle als gepulster Laser ausgebildet sein, dessen Pulslängen steuerbar sind, so dass über die Pulslängen eine Steuerung der Intensität des Schreibstrahls erfolgen kann.

Durch das Abscannen des intensitätsmodulierten Schreib­ strahls entsteht somit eine Fläche mit einer unregelmäßi­ gen Punkteverteilung, das digitale Hologramm. Dieses kann zum Kennzeichnen und Individualisieren beliebiger Gegen­ stände eingesetzt werden.

Scannende lithographische Systeme sind an sich weit ver­ breitet. Beispielsweise werden scannende optische Systeme in herkömmliche Laserdrucker eingebaut. Diese Systeme können jedoch zur Herstellung von Hologrammen nicht ein­ gesetzt werden, da sich die Anforderungen für diesen An­ wendungszweck gegenüber denen bei Laserdruckern deutlich unterscheiden. Die Auflösung liegt bei guten Drucksyste­ men bei etwa 2500 dpi, während bei der Herstellung von Hologrammen eine Auflösung von etwa 25.000 dpi erforder­ lich ist. Außerdem werden bei der digitalen Holographie nur vergleichsweise kleine Flächen beschrieben. Diese sind beispielsweise 1 bis 5 mm² groß, wobei auch andere Größen möglich sind. Die Genauigkeit des Schreibrasters muß bei einem Lithographen zur Herstellung digitaler Ho­ logramme von beispielsweise 1000 × 1000 Punkten auf einer Fläche von 1 × 1 mm² etwa ± 0,1 µm in beide orthogonale Richtungen betragen. Darüber hinaus sollte die Schreibge­ schwindigkeit etwa 1 Mpixel/s betragen, damit jeweils ein Hologramm in einer Zeit von ca. 1 s geschrieben werden kann.

Digitale Hologramme können mittels konventioneller Scan­ methoden hergestellt werden, bei denen mit stehender Op­ tik der Winkel des einfallenden Strahles variiert wird. Auf diesem Prinzip arbeiten beispielsweise Scanspiegel­ lithographen mit Galvo- und/oder Polygonscannern.

Bei allen bisher bekannten Scanmethoden besteht ein Nach­ teil darin, dass bei einem Lithographen mit einem einfa­ chen Aufbau keine zeitliche Steuerung des Schreibstrahls möglich ist, die bei den zu erreichenden Schreibgeschwin­ digkeiten ein vorgegebenes Punktraster des digitalen Ho­ logramms einzuhalten in der Lage ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, mittels optischer Lithographie compu­ tergenerierte Hologramme möglichst schnell und mit gerin­ gem Aufwand bei gleichzeitiger genauer Steuerung der zeitlichen Triggerung und der Positionierung des Schreib­ strahls zu schreiben.

Das zuvor aufgezeigte technische Problem wird durch ein Verfahren zum Herstellen digitaler Hologramme in einem Speichermedium gelöst, bei dem ein Schreibstrahl auf das Speichermedium fokussiert und eindimensional relativ zum Speichermedium bewegt wird, bei dem ein Abtaststrahl auf eine eine Mehrzahl von Triggerlinien aufweisende Trigger­ maske fokussiert und eindimensional quer zu den Trigger­ linien bewegt wird, wobei die Bewegung des Abtaststrahls mit der Bewegung des Schreibstrahls gekoppelt wird, bei dem während des Abtastens der Triggerlinien in Abhängig­ keit von der Anordnung der Triggerlinien ein zeitliches Triggersignal erzeugt wird, bei dem mit Hilfe des zeitli­ chen Triggersignals die Intensität des Schreibstrahls auf dem Speichermedium geregelt wird, und bei dem das Holo­ gramm zeilenweise durch punktweises Einbringen von Strah­ lungsenergie geschrieben wird, wobei das Speichermedium quer zur Scanrichtung der Zeilen um einen vorgegebenen Abstand für ein Schreiben benachbarter Linien des Holo­ gramms verstellt wird.

Erfindungsgemäß ist also erkannt worden, dass mit Hilfe eines mit dem Schreibstrahl in seiner Bewegung gekoppel­ ten Abtaststrahls ein zeitliches Triggersignal mit einer eindimensionalen Triggermaske ähnlich einem Barcode er­ zeugt werden kann. Dabei sind bevorzugt die Triggerlinien parallel, also in einem orthogonalen Raster angeordnet, dieses ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Mit Hilfe der zeitlichen Triggerinformation und einer zusätzlichen Intensitätsinformation, die grundsätzlich unabhängig von der Triggermaske erzeugt werden kann, kann das digitale Hologramm punktweise in Zeilen nacheinander geschrieben werden. Daher sind die Bewegungen der Schreibstrahls und des Speichermediums aufeinander abgestimmt. Ist eine ak­ tuelle Zeile geschrieben, so wird beispielsweise das Speichermedium um einen vorgegebenen Abstand verschoben, so dass anschließend die weitere Zeile geschrieben werden kann. Ebenso ist es möglich, das Speichermedium kontinu­ ierlich zu verschieben und die Zeilen des Hologramms wäh­ rend des Verstellens des Speichermediums quer zur Scan­ richtung in das Material des Speichermediums einzuschrei­ ben.

Wie zuvor ausgeführt, wird während des Abtastens der Triggerlinien in Abhängigkeit von der Anordnung der Trig­ gerlinien ein zeitliches Triggersignal erzeugt. Insbeson­ dere kann das zeitliche Triggersignal dann erzeugt wer­ den, wenn der Abtaststrahl mit einer der abzutastenden Triggerlinien übereinstimmt. Übereinstimmung bedeutet in diesem Fall, dass entweder das Erreichen oder Verlassen der Triggerlinie oder ein beliebiger Zwischenbereich zwi­ schen den Triggerlinien als Schwellwert eines von der Triggermaske reflektierten oder transmittierten Strahles gemessen wird, oder dass die Triggermaske aktive Elemente aufweist, die bei einer vorgegebenen Beleuchtungsstärke das zeitliche Triggersignal erzeugen können. Dieser Wert wird innerhalb der Messgenauigkeit so eingestellt, dass die Regelung in der erforderlichen Geschwindigkeit erfol­ gen kann.

In bevorzugter Weise wird der Abtaststrahl in einem vor­ gegebenen Bewegungsverhältnis zum Schreibstrahl bewegt. Somit kann der Abtaststrahl eine Triggermaske abscannen, deren Fläche größer als der zu beschreibende Bereich des Speichermediums ist. Ist die Triggermaske beispielsweise 10-fach größer als das zu erzeugende Hologramm, so ist die Bewegung des Abtaststrahls im Verhältnis 10 : 1 propor­ tional zur Bewegung des Schreibstrahls vergrößert. Soll also beispielsweise ein Hologramm mit einer Fläche von 1 × 1 mm² beschrieben werden, so scannt der Abtaststrahl ei­ ne Triggermaske mit einer Fläche von 10 × 10 mm² ab. Die vorgenannten Größen sind beispielhaft und stellen keine Beschränkung der Erfindung dar.

Weiter ist es bevorzugt, dass der Abtaststrahl auf eine Größe, fokussiert wird, die maximal der Triggerlinienab­ messung der Triggermaske entspricht. Somit wird sicherge­ stellt, dass hinreichend genau das Übereinstimmen mit der Triggerlinie abgetastet wird und ein ausreichend genaues zeitliches Triggersignal erzeugt werden kann.

Die optischen Eigenschaften der Triggerlinien können in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, wobei jeweils Techniken eingesetzt werden, die an sich aus dem Stand der Technik, insbesondere von optischen Speichermedien wie Compact Disc (CD) oder Digital Versatile Disc (DVD) bekannt sind.

Bei einer ersten Ausführungsform weisen die Triggerlinien der Triggermaske eine von der umgebenden Oberfläche seit­ lich neben den Triggerlinien unterschiedliche Reflektivi­ tät auf, so dass der von der Oberfläche der Triggermaske reflektierte Strahl mit einem Detektor detektiert werden kann. Aus der Intensität des auf der Detektorfläche fo­ kussierten reflektierten Abtaststrahls wird dann das Triggersignal abgeleitet.

Bei einer zweiten Ausführungsform weisen die Triggerlini­ en der Triggermaske eine von der umgebenden Oberfläche seitlich neben den Triggerlinien unterschiedliche Trans­ missionseigenschaft auf, so dass der durch die Trigger­ maske transmittierte Strahl mit einem Detektor detektiert werden kann. Aus der Intensität des transittierten derart gemessenen Strahls wird dann das Triggersignal abgelei­ tet.

Es können auch Abschnitte mit reflektierenden und mit transmittierenden Eigenschaften miteinander in einer Triggerlinie kombiniert werden.

Bei einer dritten Ausführungsform weisen die Triggerlini­ en der Triggermaske eine Oberflächenstruktur, beispiels­ weise in Form von Rillen auf, so dass der an der Oberflä­ che der Triggermaske reflektierend gebeugte Strahl detek­ tiert werden kann. Aus der Intensität des reflektierten Strahls, der sich im wesentlichen aus der Überlagerung der nullten und beiden ersten Beugungsordnungen ergibt, wird dann das Triggersignal abgeleitet.

Sämtliche zuvor beispielhaft angeführten Ausführungsfor­ men der Erfindung beruhen darauf, dass durch die opti­ schen Eigenschaften der Triggermaske der Abtaststrahl derart beeinflusst wird, dass sich daraus das Überein­ stimmen mit einer Triggerlinie nachweisen und in ein Steuersignal für die Intensitätssteuerung des Schreib­ strahls umwandeln lässt.

Eine weitere Ausgestaltung der Triggermaske besteht dar­ in, dass diese aktive Pixel aufweist und somit direkt das zeitliche Triggersignal erzeugen kann. Durch unterschied­ liche Ansteuerungen der Pixel können somit auch unter­ schiedlich Triggerspuren ohne ein Auswechseln der Trig­ germaske an sich erzeugt werden.

In bevorzugter Weise wird als aktive Triggermaske ein räumlicher Strahlmodulator (spatial light modulator - SLM) verwendet, mit dem eine zeitlich variabel einstell­ bare Triggermaske realisieren lässt.

Das oben aufgezeigte technische Problem wird gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung durch einen Li­ thographen gelöst, der nachfolgend anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung nä­ her erläutert wird. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lithographen und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Triggermaske.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsge­ mäßen Lithographen 2 zum Herstellen digitaler Hologramme in einem Speichermedium 4, das auf einem Träger 6 ange­ ordnet ist. Eine Lichtquelle 8 zum Erzeugen eines Schreibstrahls 10 weist bevorzugt einen Laser oder eine Laserdiode auf, so daß der Schreibstrahl 10 als Laser­ strahl ausgebildet ist.

Der Lithograph 2 weist weiterhin Antriebsmittel zum ein­ dimensionalen Bewegen des Schreibstrahls 10 relativ zum Speichermedium 4 auf, die als galvanisch angetriebene Scanspiegel 12 ausgebildet sind und beispielsweise den Schreibstrahl 10 in zur Zeichenebene der Fig. 1 senkrech­ ten Richtung ablenken. Der Spiegel 12 stellt also eine x- Scanspiegelanordnung dar. Anstelle des galvanischen Scanspiegels 12 kann auch ein drehbarer Polygonspiegel eingesetzt werden.

Optional ist weiterhin ein Strahlaufweiter bzw. Kollima­ tor 15 im Strahlengang hinter dem Scanspiegel 12 angeord­ net, um einen aufgeweiteten Schreibstrahl 10 zu erzeugen.

Ein erstes Objektiv 16 fokussiert den Schreibstrahl 10 auf das zu beschreibende Speichermedium 4, so daß im Fo­ kus 17 in Abhängigkeit von der gebündelten Intensität des Schreibstrahls 10 die optische Eigenschaft des Speicher­ mediums 4 verändert wird oder unverändert bleibt.

Erfindungsgemäß ist eine zweidimensionale Triggermaske 18 vorgesehen, auf die ein durch einen Strahlteiler 20 aus dem Schreibstrahl 10 ausgekoppelter Abtaststrahl 22 mit einem zweiten Objektiv 24 in einem Fokus 25 fokussiert wird.

Der Abtaststrahl 22 wird durch eine zweite Lichtquelle 26 erzeugt, der mit einem Strahlteiler 28 in den Strahlen­ gang des Schreibstrahls 10 vor dem Scanspiegel 12 einge­ koppelt wird. Der Abtaststrahl 22 weist eine vom Schreib­ strahl 10 abweichende Wellenlänge oder Polarisation auf, so daß der Strahlteiler 28 als dichroitischer oder pola­ risierender Strahlteiler ausgebildet ist. Der Strahltei­ ler 20 ist dann entsprechend dichroitisch oder polarisie­ rend ausgebildet, um den Abtaststrahl 22 aus dem gemein­ samen Strahlengang auszukoppeln.

Der Abtaststrahl 22 ist also unabhängig von der Intensi­ tätsmodulation des Schreibstrahls 10, so dass dieser auch ausgeschaltet, also mit einer Intensität gleich Null ein­ gestellt werden kann.

Dagegen ist es auch möglich, den Abtaststrahl 22 als Teilstrahl aus dem Schreibstrahl auszukoppeln, ohne dass der Abtaststrahl 22 von einer separaten Lichtquelle er­ zeugt werden muß. Die Strahlteiler 20 und 28 sind dann als teildurchlässige Strahlteiler ausgebildet.

Beide Objektive 16 und 24 weisen jeweils drei Linsen ei­ nes fokussierenden Linsensystems auf. Jedoch kommt es auf die genaue Ausgestaltung der Objektive 16 und 24 nicht an. Die Objektive 16 und 24 können dabei vorzugsweise so ausgebildet sein, dass deren Winkelablenkungen in x- Richtung linear voneinander abhängen, wodurch eine linea­ re Kopplung zwischen den Bewegungen der Foki 17 und 25 entsteht.

Wie sich aus dem Aufbau des Lithographen 2 gemäß Fig. 1 ergibt, bewegen die Antriebsmittel, also der Scanspiegel 12 nicht nur den Schreibstrahl 10 sondern auch den Ab­ taststrahl 22. Denn der Strahlteiler 20 ist im Strahlen­ gang des Schreibstrahls 10 hinter dem Scanspiegel 12 an­ geordnet. Somit bewegt sich der Abtaststrahl 22 in glei­ cher Weise eindimensional wie der Schreibstrahl 10, so daß der Abtaststrahl 22 relativ zur Oberfläche der Trig­ germaske 18 bewegt wird. Daraus ergibt sich, dass die Be­ wegung des Abtaststrahls 22 mit der Bewegung des Schreib­ strahls 10 gekoppelt ist.

Weiterhin ist ein Detektor 30' oder ein Detektor 30" al­ ternativ oder kumulativ zum Aufnehmen des durch die opti­ schen Eigenschaften der jeweiligen Triggerlinien der Triggermaske 18 in der Intensität variierten Abtast­ strahls 22 vorgesehen. Die zwei verschiedenen Positionen sind in Fig. 1 dargestellt. Die Funktionsweise der De­ tecktoren 30' und 30" ist ähnlich und wird weiter unten näher erläutert.

Weiterhin sind Steuermittel 36 zum Erzeugen eines Trig­ gersignals vorgesehen, mit den Detektoren 30' und/oder 30" verbunden. Dazu sind Leitungen 40 und 42 (in Fig. 1 bei den Punkten A unterbrochen dargestellt) vorgesehen. Entsprechend den Signalen der Detektoren wird dann das zeitliche Triggersignal erzeugt.

Weiterhin erzeugen die Steuermittel 36 ein Intensitäts­ steuersignal, das über eine nicht dargestellte Leitung zum Steuern der Intensität des Schreibstrahls 10 auf die Lichtquelle 8 übertragen wird. Die Steuermittel 36 sind als Computer ausgebildet. Durch das übermittelte Intensi­ tätssteuersignal wird der Schreibstrahl 10 in Abhängig­ keit von der Position des Fokus 25 des Abtaststrahls 22 auf der Triggermaske 18, die mit der Position des Fokus 17 des Schreibstrahls 10 auf dem Speichermedium 4 gekop­ pelt ist, moduliert.

Mit anderen Worten wird der Schreibstrahl 10 für ein Schreiben von Hologrammpunkten mit zwei oder mehr ver­ schiedenen Intensitätswerten eingestellt. Bei einem binä­ ren Schreiben wird die Intensität zwischen zwei verschie­ denen Werten hin- und hergeschaltet, je nach dem, ob ein Punkt geschrieben werden soll oder nicht. Ebenso ist ein Schreiben von Hologrammpunkten mit einer Grauwertabstu­ fung möglich und sinnvoll.

Wenn jedoch, wie oben beschrieben wurde, der Abtaststrahl 22 als Teilstrahl des Schreibstrahls 10 ausgekoppelt wird, ohne dass es einer separaten Lichtquelle bedarf, dann ist es für die Erfassung des Fokus 25 auf der Trig­ germaske 18 allerdings erforderlich, dass der niedrigere oder niedrigste Intensitätswert des Schreibstrahls 10 nicht gleich Null ist. Dadurch wird gewährleistet, dass der Abtaststrahl 22 immer eine Mindestintensität für ein Erzeugen eines Triggersignals aufweist.

Weiterhin wird bei dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau des Lithographen 2 ein längenbezogenes Übersetzungsverhältnis zwischen der Bewegung des Schreibstrahls 10 auf dem Spei­ chermedium 4 des Abtaststrahls 22 auf der Triggermaske 18 vorgegeben. Dieses wird durch unterschiedliche Brennwei­ ten der beiden Objektive 16 und 26 realisiert. Ist bei­ spielsweise die Brennweite des ersten Objektives 16 um einen Faktor 10 kleiner als die Brennweite des zweiten Objektivs 24, so ist die Bewegung des Fokus 25 des Ab­ taststrahls 22 auf der Triggermaske 18 um den gleichen Faktor 10 mal größer als die Bewegung des Fokus 17 auf der Oberfläche des Speichermediums 4. In der Fig. 1 ist aus Platzgründen lediglich ein Brennweitenverhältnis von ca. 2 dargestellt. Dieses verdeutlicht aber, dass es nicht auf ein bestimmtes Verhältnis bei der vorliegenden Ausge­ staltung der Erfindung ankommt.

Weiterhin ist der Träger 6 mit einem schematisch darge­ stellten Antrieb 50 verbunden, der schrittweise das Spei­ chermedium zwischen jeweils zwei zu beschreibenden Zeilen des Hologramms verstellt. Die Richtung des Verstellens ist in Fig. 1 mit einem Doppelpfeil dargestellt und ver­ läuft in der Zeichenebene der Fig. 1 horizontal. Dadurch ist ein Schreiben der Zeilen des Hologramms in einem or­ thogonalen Muster möglich. Daneben kann der Antrieb den Träger 6 auch kontinuierlich verstellen, so dass die Zei­ len in einem nicht orthogonalen Muster geschrieben wer­ den, wenn das Speichermedium 4 während des Scannens mit Hilfe des Scanspiegels 12 bewegt wird.

Wie Fig. 2 zeigt, weist die Triggermaske 18 eine Mehrzahl von Triggerlinien 44 auf. Diese sind in einem orthogona­ len Raster angeordnet und weisen im wesentlichen gleiche Abstände zueinander auf. Ganz allgemein können die Trig­ gerlinien 44 aber in einer vorgegebenen Anordnung vorlie­ gen, bei der die Triggerlinien selbst eine beliebig ver­ laufende, also auch gekrümmte Form und variierende Ab­ stände zueinander aufweisen. Denn die Anordnung der Trig­ gerlinien 44 gibt das zu schreibende Punktraster des di­ gitalen Hologramms wieder.

Der Abtaststrahl scannt die Triggerlinien quer, vorzugs­ weise senkrecht zu deren Verlauf ab, ähnlich wie es beim Erfassen eines Barcodes der Fall ist. Wegen der längli­ chen Erstreckung der Triggerlinien 44 kommt es daher nicht auf eine genaue Justierung des Abtaststrahls 22 auf der Triggermaske 18 an. Vorzugsweise können am Anfang und/oder am Ende der Triggerlinien 44 in Scanrichtung spezielle Codes ausgebildet sein, die es ermöglichen, aus dem vom Triggermaske beeinflussten Strahl ein Anfangs- und/oder ein Endsignal erzeugt werden kann. Die Codes können dabei beispielsweise in unterschiedlich breiten Triggerlinien enthalten sein, ähnlich wie es bei einem Barcode der Fall ist.

Die Triggermaske 18 kann eine Oberfläche mit unterschied­ lichen Reflexionseigenschaften aufweisen. Dazu ist die Triggermaske 18 zu einem Teil mit einer reflektierenden Schicht versehen. Ebenso können die unterschiedlichen Re­ flexionseigenschaften als verschiedenen Färbungen des Ma­ terials der Triggermaske ausgebildet sein. Ebenso können unterschiedliche refraktive Eigenschaften des Materials die verschiedenen Reflexionseigenschaften bewirken.

Schließlich kann die Triggermaske als räumlicher Strahl­ modulator (spatial light modulator - SLM) ausgebildet sein. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine zeitlich veränderbare Triggermaske realisiert.

Weiterhin kann die Triggermaske 18 eine Oberfläche mit einer topographischen Oberflächenstruktur aufweisen, an der der Abtaststrahl 22 beugend reflektiert wird.

Für beide Ausgestaltungen der Strahlführungsmaske, die den Abtaststrahl in Richtung zurück auf die Lichtquelle 26 reflektiert, ist im Strahlengang des Abtaststrahls 22 in Strahlrichtung vor dem Scanspiegel 12 ein Strah­ lauskoppler 46 vorgesehen. Dieser leitet den reflektier­ ten Abtaststrahl 22 auf den Detektor 30'. Dort wird das Detektionssignal als Steuersignal für die Steuerungsmit­ tel 36 erzeugt.

Weiterhin kann die Triggermaske 18 eine Oberfläche mit unterschiedlichen Transmissionseigenschaften aufweisen. Somit wird der Abtaststrahl 22 unterschiedlich stark durchgelassen. Der durchgelassene Anteil des Abtast­ strahls 22 wird mit einer Optik 48 auf die Oberfläche des Detektors 30" fokussiert. Dort wird dann das Steuersi­ gnal für die Steuerungsmittel 36 erzeugt, das über die Leitung 42 übertragen wird.

Auch in diesem Fall kann das Material der Triggermaske 18 in verschiedener Weise ausgebildet sein. Die unterschied­ lichen Transmissionseigenschaften können durch unter­ schiedliche Einfärbungen des an sich lichtdurchlässigen Materials erzeugt werden. Die Triggermaske 18 kann aber auch in diesem Fall als räumlicher Strahlmodulator (spatial light modulator - SLM) ausgebildet sein. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine zeitlich veränderbare transmittierende Triggermaske realisiert.

Die Steuerungsmittel 36 zum Erzeugen eines zeitlichen Triggersignals weisen Computermittel auf, die mit den De­ tektoren 30' und/oder 30" verbunden sind. Diese verglei­ chen das von den Detektoren aufgenommen Signal mit Soll­ werten, so dass das Steuersignal für die Intensitäts­ steuerung erzeugt wird.

Die Steuerungsmittel 36 können ebenfalls zum Erzeugen ei­ nes Intensitätssteuersignals eingesetzt werden. Dazu wei­ sen die Steuerungsmittel 36 Speichermittel auf, in denen zu den vorgegebenen Positionen entlang der Spuren 44 In­ tensitätswerte abgelegt sind, die jeweils ausgelesen und zum Steuern der Intensität der Lichtquelle 8 eingesetzt werden.

Claims (28)

1. Verfahren zum Herstellen digitaler Hologramme in ei­ nem Speichermedium,
bei dem ein Schreibstrahl auf das Speichermedium fo­ kussiert und eindimensional relativ zum Speicherme­ dium bewegt wird,
bei dem ein Abtaststrahl auf eine eine Mehrzahl von Triggerlinien aufweisende Triggermaske fokussiert und eindimensional quer zu den Triggerlinien bewegt wird, wobei die Bewegung des Abtaststrahls mit der Bewegung des Schreibstrahls gekoppelt wird,
bei dem während des Abtastens der Triggerlinien in Abhängigkeit von der Anordnung der Triggerlinien ein zeitliches Triggersignal erzeugt wird,
bei dem mit Hilfe des zeitlichen Triggersignals die Intensität des Schreibstrahls auf dem Speichermedium geregelt wird, und
bei dem das Hologramm zeilenweise durch punktweises Einbringen von Strahlungsenergie geschrieben wird, wobei das Speichermedium quer zur Scanrichtung der Zeilen um einen vorgegebenen Abstand für ein Schrei­ ben benachbarter Linien des Hologramms verstellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Triggerlinien parallel, vorzugsweise in einem orthogonalen Raster, angeordnet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mit Hilfe der zeitlichen Triggerinformation und einer zusätzlichen Intensitätsinformation das digitale Hologramm punktweise in Zeilen nacheinander geschrieben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Intensitätsinformation unabhängig von der Triggermaske erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Speichermedium während des Einschreibens einer Zeile gegenüber dem Schreibstrahl unverändert gehalten wird und während eines Zeilenwechsels des Schreibstrahls um den Abstand einer Zeile bewegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Speichermedium während des Schreibens kontinuierlich verschoben wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Abtaststrahl in einem vorgegebenen Bewe­ gungsverhältnis zum Schreibstrahl bewegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Abtaststrahl auf eine Größe fokussiert wird, die maximal der Triggerlinienabmessung der Triggermaske entspricht.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Triggerlinien der Triggermaske eine von der umgebenden Oberfläche seitlich neben den Trig­ gerlinien unterschiedliche Reflektivität aufweisen und bei dem aus der Intensität des von der Oberflä­ che der Triggermaske reflektierten Strahls das Trig­ gersignal abgeleitet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Triggerlinien der Triggermaske eine von der umgebenden Oberfläche seitlich neben den Trig­ gerlinien unterschiedliche Transmissionseigenschaft aufweisen und bei dem aus der Intensität des durch die Triggermaske transmittierten Strahls das Trig­ gersignal abgeleitet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Triggerlinien der Triggermaske eine Oberflächenstruktur, beispielsweise in Form von Ril­ len, aufweisen und bei dem aus der Intensität des an der Oberfläche der Triggermaske reflektierend ge­ beugten Strahls das Triggersignal abgeleitet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Triggermaske aktive Pixel aufweist und bei dem das zeitliche Triggersignal direkt durch die aktiven Pixel erzeugt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem als aktive Triggermaske ein räumlicher Strahlmodulator verwendet wird.

14. Lithograph zum Herstellen digitaler Hologramme in einem Speichermedium (4), insbesondere zum Durchfüh­ ren eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
mit einer Lichtquelle (8) zum Erzeugen eines Schreibstrahls (10),
mit Antriebsmitteln (12) zum eindimensionalen Bewe­ gen des Schreibstrahls (10) relativ zum Speicherme­ dium (4) und
mit einem ersten Objektiv (16) zum Fokussieren des Schreibstrahls (10) auf das zu beschreibende Spei­ chermedium (4),
dadurch gekennzeichnet,
dass eine eine Mehrzahl von Triggerlinien aufweisen­ den Triggermaske (18) vorgesehen ist,
dass Mittel (20) zum Erzeugen eines Abtaststrahls (22) vorgesehen sind,
dass ein zweites Objektiv (24) zum Fokussieren des Abtaststrahls (22, 22') auf die Triggermaske (18) vor­ gesehen ist,
dass die Antriebsmittel (12) den Abtaststrahl (22) relativ zur Oberfläche der Triggermaske (18) bewegen, wobei die Bewegung des Abtaststrahls (22, 22') mit der Bewegung des Schreibstrahls (10) gekoppelt ist,
dass ein Detektor (30', 30") zum Aufnehmen des durch die optischen Eigenschaften der Triggerlinien (44) intensitätsvariierten Abtaststrahls vorgesehen ist, dass Steuermittel (36) zum Erzeugen eines Triggersi­ gnals in Abhängigkeit vom Signal des Detektors (30', 30").

15. Lithograph nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (36) auch für ein Erzeugen ei­ nes Signals zum Steuern der Intensität des Schreib­ strahls (10) vorgesehen sind.

16. Lithograph nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet,
dass die Antriebsmittel (12) als x/y-Scanspiegel­ anordnung zum Bewegen des Schreibstrahls (10) ausge­ bildet sind und
dass die Mittel zum Erzeugen des Abtaststrahls (22) Mittel (20) zum Auskoppeln eines Teils des Schreib­ strahls (10) als Abtaststrahl (22) im Strahlengang des Schreibstrahls (10) hinter den Antriebsmitteln (12) aufweisen.

17. Lithograph nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel zum Erzeugen des Abtaststrahls (22)
eine zweite Lichtquelle (26) zum Erzeugen eines Abtaststrahls (22) mit einer vom Schreibstrahl (10) abweichenden Wellenlänge oder Polarisation und
Einkoppelmittel (28) zum Einkoppeln des Abtast­ strahls (22) in den Strahlengang des Schreib strahls (10) vor den Antriebsmitteln (12) auf­ weisen und
dass die Mittel (20) zum Auskoppeln den Abtaststrahl (22) auskoppeln.

18. Lithograph nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (50) zum Bewegen des Speichermediums (4) relativ zum Schreibstrahl (10) vorgesehen sind.

19. Lithograph nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein längenbezogenes Übersetzungsverhältnis zwi­ schen der Bewegung des Abtaststrahls (22) auf der Triggermaske (18) und des Schreibstrahls (10) auf dem Speichermedium (4) vorgegeben ist.

20. Lithograph nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennweite des zweiten Objektivs (24) um einen vorgegebenen Faktor größer als die Brennweite des ersten Objektivs (16) ist.

21. Lithograph nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggermaske (18) eine Mehrzahl von Trigger­ linien (44) aufweist.

22. Lithograph nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggerlinien (44) in einem Raster, insbe­ sondere orthogonalem Raster, angeordnet sind.

23. Lithograph nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggermaske (18) eine Oberfläche mit unter­ schiedlichen Reflexionseigenschaften aufweist.

24. Lithograph nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggermaske (18) als räumlicher Strahlmodu­ lator ausgebildet ist.

25. Lithograph nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggermaske (18) eine Oberfläche mit einer topographischen Oberflächenstruktur aufweist, an der der Abtaststrahl reflektiert wird.

26. Lithograph nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggermaske (18) eine Oberfläche mit unter­ schiedlichen Transmissionseigenschaften aufweist.

27. Lithograph nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggermaske (18) als räumlicher Strahlmodu­ lator ausgebildet ist.

28. Lithograph nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fokussierungsoptik (48) zum Fokussieren der transmittierten Strahlung auf den Detektor (30") vorgesehen ist.